1.本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种凹凸棒石黏土的改性方法及其应用于有机废水厌氧和好氧生化处理方法。
背景技术：
2.好氧和厌氧生化处理技术是处理城镇和工业有机废水的主要手段，而颗粒污泥的培养是该项技术成功实施的关键。好氧生化处理主要应用于城镇污水处理中有机物降解和脱氮除磷，目前好氧颗粒污泥存在稳定性差、培养时间长、沉降性不好等缺点，导致好氧生化处理效果较差，影响污水处理厂出水水质。厌氧消化技术被广泛应用于工业有机废水和畜禽粪便污水处理生产沼气等方面，然而在大型沼气工程中，存在厌氧颗粒污泥用量大、启动时间长和初期cod去除率低等缺点以及使用过程中系统稳定性差、易酸化和跑泥等不良现象。因此，减少厌氧颗粒污泥用量并增强厌氧颗粒污泥的活性和稳定性是厌氧消化技术的工程应用亟需解决的问题。
3.凹凸棒石黏土其较大的比表面积和丰富的孔道结构，使其具有较好的吸附性和可膨胀性。此外，凹凸棒石黏土经过改性后，能提高其纯度和性能，有利于促进颗粒污泥的生长。中国发明专利cn 201410074518.x公开了一种酸改性凹凸棒土用于好氧硝化活性污泥的培养。中国专利cn 201610935478.2公开了一种有机改性凹凸棒土用于加速厌氧污泥颗粒化。然而，上述两种改性方法均无法有效提高凹凸棒石黏土的粘度。
技术实现要素：
4.本发明的目的是：提供一种凹凸棒石黏土的改性方法及其应用于有机废水厌氧和好氧生化处理方法，一方面凹凸棒石黏土经过钠化改性后，粘度大幅增加，其吸附性能和悬浮性能得到显著提高，增强颗粒污泥的cod去除效果，并缩短启动时间；另一方面钠化改性后的凹凸棒石黏土在溶液中呈弱碱性，能与生化处理过程中的有机酸中和，起到缓冲的作用，避免生化处理启动过程中容易出现酸化和跑泥的现象，提高系统稳定性。
5.本发明是通过以下技术方案予以实现的：一种凹凸棒石黏土的改性方法，将粉碎的凹凸棒石黏土和剪切分散的凹凸棒石黏土浆料倒入搅拌机中搅拌混匀；配制碳酸钠溶液，利用雾化装置将碳酸钠溶液喷洒在混合凹凸棒石黏土表面，反应；将反应后的凹凸棒石黏土进行晒干处理，再用雷蒙磨粉碎，得到改性的凹凸棒石黏土。
6.其中，剪切分散好的凹凸棒石黏土浆料的固含量为5-15%。
7.其中，粉碎的凹凸棒石黏土和剪切分散的凹凸棒石黏土浆料的混合质量比是1:2-2:1。
8.其中，碳酸钠溶液的质量分数为5-15%。
9.其中，碳酸钠溶液与混合凹凸棒石黏土的质量比是1:10
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1:5。
10.其中，改性反应时间为0.5-2h。
11.所述改性凹凸棒石黏土应用于有机废水厌氧和好氧生化处理方法，以有机废水为底物，将改性的凹凸棒石黏土和厌氧或好氧污泥混匀后加入到厌氧或好氧反应器中作为接种物，进行厌氧或好氧发酵。
12.其中，改性凹凸棒石黏土与厌氧或好氧污泥的混合质量比为1:5-1:15。
13.其中，接种物总加入量为厌氧或好氧反应器总体积20-80%。
14.其中，有机废水是猪粪废水、秸秆水解液废水、糖蜜废水或其它可生化性较好的有机废水中的一种。
15.本发明的技术效果为：1、凹凸棒石黏土经过钠化改性后粘结性得到显著提高，颗粒污泥沉降性能更好，在循环量大的情况下颗粒污泥不容易随循环水流出，减少厌氧颗粒污泥用量，增强了颗粒污泥的稳定性。
16.2、钠化改性的凹凸棒石黏土能有效吸附有机物，有利于微生物在其上面的繁殖，提高了cod去除率，并促进了颗粒污泥的增殖，减少颗粒污泥的用量。
17.3、钠化改性后的凹凸棒石黏土在溶液中呈弱碱性，能与生化处理过程中的有机酸中和，起到缓冲的作用，避免了启动过程中容易出现酸化的现象，提高了系统稳定性。
18.4、本发明的半干法改性工艺具有用水量少、无副产物和粘度高等优点。
具体实施方式
19.下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步说明，而不是对本发明的限制。
20.实施例1：将150kg粉碎好的凹凸棒石黏土和75kg剪切分散好的凹凸棒石黏土浆料(固含量为5%)，倒入搅拌机中搅拌混匀；配制质量5%的碳酸钠溶液45kg，利用雾化装置将溶液喷洒在混合的凹凸棒石黏土表面，钠化反应2h；反应结束后，将钠化的凹凸棒石黏土进行晒干处理，用雷蒙磨粉碎，得到钠化改性的凹凸棒石黏土，其粘度达到1180 mpa.s。
21.将钠化改性的凹凸棒石黏土和厌氧污泥按照1:5的质量比例混匀，加入到厌氧反应器中进行厌氧发酵，总加入量为厌氧或好氧反应器总体积50%，采用猪粪废水进行厌氧消化。发酵21天后，cod去除率为87%，沼气产率为0.48 m3/kg cod。
22.实施例2：将150kg粉碎好的凹凸棒石黏土和75kg剪切分散好的凹凸棒石黏土浆料(固含量为10%)，倒入搅拌机中进行搅拌混匀；配制质量10%的碳酸钠溶液30kg，利用雾化装置将溶液喷洒在混合的凹凸棒石黏土表面，钠化反应1h；反应结束后，将钠化的凹凸棒石黏土进行晒干处理，用雷蒙磨粉碎，得到钠化改性的凹凸棒石黏土，其粘度达到1350 mpa.s。
23.将钠化改性的凹凸棒石黏土和厌氧污泥按照1:15的质量比例进行混匀，加入到厌氧反应器中进行厌氧发酵，总加入量为反应器总体积的80%，采用秸秆水解液废水进行厌氧消化。发酵21天后，cod去除率为90%，沼气产率为0.54 m3/kg cod。
24.实施例3：将150kg粉碎好的凹凸棒石黏土和75kg剪切分散好的凹凸棒石黏土浆料(固含量为15%)，倒入搅拌机中进行搅拌混匀；配制质量15%的碳酸钠溶液22.5kg，利用雾化装置将溶液喷洒在混合的凹凸棒石黏土表面，钠化反应0.5h；反应结束后，将钠化的凹凸棒石黏土进行晒干处理，用雷蒙磨粉碎，得到钠化改性的凹凸棒石黏土，其粘度达到1480 mpa.s。
25.将钠化改性的凹凸棒石黏土和厌氧污泥按照1:10的质量比例进行混匀，加入到厌
氧反应器中进行厌氧发酵，总加入量为反应器总体积的60%，采用糖蜜废水进行厌氧消化。发酵21天后，cod去除率为91%，沼气产率为0.53 m3/kg cod。
26.实施例4：将150kg粉碎好的凹凸棒石黏土和75kg剪切分散好的凹凸棒石黏土浆料(固含量为10%)，倒入搅拌机中进行搅拌混匀；配制质量10%的碳酸钠溶液30kg，利用雾化装置将溶液喷洒在混合的凹凸棒石黏土表面，钠化反应1h；反应结束后，将钠化的凹凸棒石黏土进行晒干处理，用雷蒙磨粉碎，得到钠化改性的凹凸棒石黏土，其粘度达到1254 mpa.s。
27.将钠化改性的凹凸棒石黏土和好氧污泥按照1:6的质量比例进行混匀，加入到好氧反应器中进行好氧处理，总加入量为好氧反应器总体积的20%，采用糖蜜废水进行好氧发酵。发酵21天后，cod去除率为82%。
28.实施例5：将150kg粉碎好的凹凸棒石黏土和75kg剪切分散好的凹凸棒石黏土浆料(固含量为8%)，倒入搅拌机中进行搅拌混匀；配制质量8%的碳酸钠溶液40kg，利用雾化装置将溶液喷洒在混合的凹凸棒石黏土表面，钠化反应1.5h；反应结束后，将钠化的凹凸棒石黏土进行晒干处理，用雷蒙磨粉碎，得到钠化改性的凹凸棒石黏土，其粘度达到1321 mpa.s。
29.将钠化改性的凹凸棒石黏土和好氧污泥按照1:5的质量比例进行混匀，加入到好氧反应器中进行好氧处理，总加入量为好氧反应器总体积的30%，采用秸秆水解液废水进行好氧发酵。发酵21天后，cod去除率为86%。
30.实施例6：将60kg粉碎好的凹凸棒石黏土和120kg剪切分散好的凹凸棒石黏土浆料(固含量为15%)，倒入搅拌机中进行搅拌混匀；配制质量10%的碳酸钠溶液30kg，利用雾化装置将溶液喷洒在混合的凹凸棒石黏土表面，钠化反应1h；反应结束后，将钠化的凹凸棒石黏土进行晒干处理，用雷蒙磨粉碎，得到钠化改性的凹凸棒石黏土，其粘度达到1160 mpa.s。
31.将钠化改性的凹凸棒石黏土和好氧污泥按照1:8的质量比例进行混匀，加入到好氧反应器中进行好氧处理，总加入量为好氧反应器总体积的25%，采用糖蜜废水进行好氧发酵。发酵21天后，cod去除率为82%。
32.以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。